污泥基吸附劑的制備與應用研究.pdf

1、隨著人口的急劇增長和城市用水量的增加，城市污水污泥的產量也日益增加，合理處置產量巨大的污水污泥并盡可能避免其所帶來的危害引起公眾的廣泛關注。污泥處置的最終目標是實現(xiàn)減容化、穩(wěn)定化和無害化。
　　本文以城市污水處理廠產生的剩余污泥為原料，采用高溫熱解與化學活化法將其制備為多孔含碳吸附材料。采用正交實驗和單因素實驗研究了污泥基吸附劑制備的相關影響因素，包括活化劑的濃度、活化劑與干污水污泥質量比、熱解終溫、停留時間和酸洗步驟等。結果表明

2、，污泥基吸附劑制備的最佳條件是活化劑濃度3mol·L-1、質量比1:1、熱解終溫650℃和停留時間30min。制得吸附劑的比表面積為270.08m2·g-1，總孔體積為0.27cm3·g-1，微孔體積為0.05cm3·g-1。
　　通過掃描電子顯微鏡（SEM）、比表面積分析、傅里葉紅外轉換光譜（FT-IR）、X射線衍射能譜（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）等高級測試研究發(fā)現(xiàn)，熱解與化學活化使污泥基吸附劑表面形成了豐富的孔隙結構

3、與多種化學官能團。熱解終溫對污泥基吸附劑表面化學結構影響很大，盡管不同熱解溫度制得的污泥基吸附劑具有相似的孔隙結構，但熱解終溫越高，其表面碳元素含量越高，官能團含量越低。污泥基吸附劑表面含氧官能團是吸附活性位，其含量影響污泥基吸附劑表面化學結構與吸附特性。此外，污泥基吸附劑中的重金屬砷、鎘、汞、鎳和銅在pH為1-12環(huán)境中幾乎未發(fā)生浸出；鉻、鉛和鋅浸出濃度小于最高允許值。故污泥基吸附劑在使用過程中對周圍水環(huán)境的危害基本可以忽略。

4、　　污泥基吸附劑對脂的去除率在pH為2-10的環(huán)境中很穩(wěn)定，去除率基本在85％以上，最高可達到96%。污泥基吸附劑劑量為4.0g·L-1時脂的去除率為97%，是粉末活性炭的1.15倍。污泥基吸附劑和粉末活性炭對脂的吸附可以較好的擬合Freundlich吸附模型，但對Langmuir吸附模型擬合較差。污泥基吸附劑對脂的吸附機理主要為污泥基吸附劑表面的含氧官能團與有機物分子之間的反應，還有污泥基吸附劑表面Si、Ca和Fe元素與有機物分子之間